Su genoma proporciona información sobre los programas genéticos esenciales para la locomoción basada en las extremidades
Aunque el pequeño patín es un pez, es conocido por usar sus aletas como patas para caminar, de forma similar a los vertebrados terrestres. Se cree que el pequeño patín se separó de un ancestro común con los tetrápodos terrestres hace unos 470 millones de años.
Se informó en estudios previos que la red nerviosa motora involucrada en el caminar de pequeños patines y tetrápodos es similar, pero fue difícil estudiar el mecanismo molecular de cómo evolucionó esta red de nervios motores porque no había un genoma completo de alta calidad de los pequeños patines.
En un estudio publicado ahora, un equipo de investigación construyó un genoma completo de alta calidad del pequeño patín utilizando la última tecnología de análisis del genoma. El tamaño del genoma completo recién construido del pequeño patín es de 2,13 gigabytes, que es el 93% del tamaño del genoma previsto, y es un genoma completo de alta calidad que contiene 17.230 genes que codifican proteínas.
Además, el equipo de investigación realizó un análisis comparativo con animales terrestres. Se realizó un análisis comparativo de los transcriptomas de las neuronas motoras del pequeño patín y tetrápodos utilizando el genoma completo de alta calidad del pequeño patín. En base a estos resultados, se descubrieron genes expresados en común y genes expresados diferencialmente en las neuronas motoras.
En el pequeño patín o raya de Canadá (Leucoraja erinacea), 10 músculos están involucrados en caminar con aletas, mientras que en los tetrápodos, 50 músculos están involucrados en mover las extremidades. Al comparar las dos especies, el equipo de investigación sugirió un mecanismo molecular de cómo surgieron durante la evolución el patrón de caminar simple y los sofisticados movimientos observados en los tetrápodos terrestres.
Esta investigación fue dirigida por el profesor Baek Myung-In del Departamento de Ciencias del Cerebro de DGIST y se llevó a cabo junto con equipos de investigación de la Universidad Nacional de Seúl y la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York.
Su importancia es que presentó el mecanismo molecular de la evolución de las redes nerviosas motoras relacionadas con la marcha al reunir capacidades de investigación especializadas en los campos de la biología comparativa, la genómica y la neurobiología.
El profesor Baek Myung-in del Departamento de Ciencias del Cerebro dijo: "Hay formas de caminar simples y sofisticadas, y este es un descubrimiento innovador que sugiere el mecanismo molecular de cómo surgieron estas formas en el largo proceso evolutivo".
La investigación se ha publicado en eLife: Little skate genome provides insights into genetic programs essential for limb-based locomotion
